JP2009140630A - 温度調節システム - Google Patents
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Abstract
【課題】 簡素な構成において、電源装置を温めることのできる温度調節システムを提供する。
【解決手段】 複数の電源体(11)を含む電源装置(1)と、電源装置及び電子機器に接続され、電源装置から電子機器への突入電流を制限するための抵抗素子(51)と、抵抗素子の両端に接続され、抵抗素子に対して電流を供給するための電流供給部(52)とを有する。抵抗素子は、電源装置又は電流供給部からの電流の供給に伴って発生した熱を用いて、電源装置を温めるようにしている。
【選択図】 図5
【解決手段】 複数の電源体(11)を含む電源装置(1)と、電源装置及び電子機器に接続され、電源装置から電子機器への突入電流を制限するための抵抗素子(51)と、抵抗素子の両端に接続され、抵抗素子に対して電流を供給するための電流供給部(52)とを有する。抵抗素子は、電源装置又は電流供給部からの電流の供給に伴って発生した熱を用いて、電源装置を温めるようにしている。
【選択図】 図5
Description
本発明は、簡素な構成において、電源装置を温めることのできる温度調節システムに関するものである。
従来の電池パックには、複数の単電池を、絶縁性の油とともにケースに収容しているものがある。この電池パックでは、絶縁性の油をケース内で循環させることによって、単電池の温度上昇を抑制することができる。
一方、単電池を温める場合には、単電池にヒータを接触させて、ヒータで発生した熱を単電池に伝達させるようにしているものがある。
特開2002−260745号公報
特開2005−73399号公報
特開2005−129359号公報
特開平7−73908号公報
しかしながら、単電池を温めるためだけにヒータを設ける場合には、部品点数が増えてしまい、コストアップとなってしまう。また、複数の単電池を備えた電池パックにおいて、単電池毎にヒータを設けるようにすると、電池パックの製造工程が複雑になってしまうことにもなる。
本発明の温度調節システムは、複数の電源体を含む電源装置と、電源装置及び電子機器に接続され、電源装置から電子機器への突入電流を制限するための抵抗素子と、抵抗素子の両端に接続され、抵抗素子に対して電流を供給するための電流供給部とを有し、抵抗素子は、電源装置又は電流供給部からの電流の供給に伴って発生した熱を用いて、電源装置を温めることを特徴とする。
ここで、電源装置が、複数の電源体を収容するケース内で流動し、電源体との間で熱交換を行うための液状の熱交換媒体を有している場合には、抵抗素子を、熱交換媒体と接触させておくことができる。また、電源装置が、複数の電源体を収容するケース内で流動し、電源体との間で熱交換を行うための液状の熱交換媒体と、熱交換媒体を流動させるためのファンとを有している場合には、抵抗素子を、ファンに設けることができる。
一方、電流供給部による電流の供給を制御するためのコントローラと、複数の電源体における最高温度を検出するための温度センサとを有する場合において、最高温度が第1の閾値よりも低い場合には、コントローラによって、電流供給部からの電流の供給を許容することができる。また、温度センサを、複数の電源体における最大温度差を検出するために用いた場合には、最高温度に基づいて電流供給部からの電流の供給を許容した状態において、最大温度差が第2の閾値以下の場合には、電流供給部からの電流の供給を許容し続け、最大温度差が第2の閾値よりも大きい場合には、電流供給部からの電流の供給を禁止することができる。
ここで、電源体としては、リチウムイオン電池を用いることができる。また、本発明の温度調節システムは、車両に搭載することができる。この場合において、電流供給部は、車両の回生エネルギを用いて抵抗素子への電流の供給を行ったり、車両に搭載された補機バッテリを電流供給部として用いたりすることができる。また、電源装置を電流供給部として用いることもできる。
本発明によれば、突入電流を制限するために抵抗素子を用いて、電源装置を温めるようにしているため、電源装置を温めるための専用の部材(ヒータ等)を用いる必要が無くなる。これにより、部品点数の増加を抑えて、コストダウンを図ることができる。
以下、本発明の実施例について説明する。
本発明の電池パック(電源装置)の構成について、図1を用いて説明する。ここで、図1は、本実施例の電池パックの構成を示す分解斜視図である。本実施例の電池パックは、車両に搭載されている。そして、電池パックの出力を用いて車両を走行させたり、車両の回生エネルギを電池パックに充電させたりすることができる。
本実施例の電池パック1は、電池ユニット10と、電池ユニット10及び撹拌ユニット30を収容するためのケース20とを有している。ケース20は、電池ユニット10及び撹拌ユニット30を収容するための空間を形成する収容部材21と、収容部材21の開口部21aを覆う蓋部材22とを有している。蓋部材22は、この外縁部分において、収容部材21にネジ等の締結部材によって固定されたり、溶接によって固定されたりする。これにより、ケース20の内部は、密閉状態となる。
また、収容部材21及び蓋部材22は、熱伝導性や耐食性等に優れた材料、例えば、後述する熱交換媒体4の熱伝導率と同等又はこれよりも高い熱伝導率を有する材料で形成することができる。具体的には、収容部材21や蓋部材22を金属(銅や鉄等)で形成することができる。
ここで、ケース20の内部には、電池ユニット10及び撹拌ユニット30の他に、電池ユニット10との間で熱交換を行うための熱交換媒体4が収容されている。この熱交換媒体4は、後述するように、電池ユニット10(単電池11)における温度の低下を抑制するために用いられる。
熱交換媒体4は、絶縁性を有する液体であり、例えば、絶縁性を有する油や、フッ素系不活性液体を用いることができる。フッ素系不活性液体としては、例えば、フロリナート、Novec HFE(hydrofluoroether)、Novec1230(スリーエム社製)を用いることができる。
次に、電池ユニット10の構成について説明する。
電池ユニット10は、複数の単電池(電源体としての二次電池)11が電気的に接続されたものである。複数の単電池11は、ケース20の内部において、並列に配置されている。
ここで、単電池11は充放電によって発熱するが、単電池11に熱交換媒体4を接触させることにより、単電池11及び熱交換媒体4の間で熱交換が行われ、単電池11の熱が熱交換媒体4に伝達される。熱を持った熱交換媒体4は、ケース20の内部で流動し、ケース20の内壁面に接触することにより、ケース20に熱を伝達することができる。そして、ケース20に伝達された熱は、大気中に放出される。
なお、本実施例では、ケース20の外表面を平坦な面で構成しているが、ケース20からの放熱性を向上させるために、ケース20の表面に、突状に形成されたフィンを設けることもできる。例えば、収容部材21の側面に複数のフィンを設けることができる。
また、電池パック1を車両ボディの表面に配置した場合には、ケース20に伝達された熱が、車両ボディにも伝達される。このように単電池11で発生した熱を電池パック1の外部に放出させることにより、単電池11の温度上昇を抑制することができる。
電池ユニット10を構成する各単電池11は、両端側において、一対の板状の支持部材12によって支持されている。これらの支持部材12は、ネジ等の締結部材(不図示)によって、ケース20(収容部材21)に固定されている。なお、本実施例では、2つの支持部材12を用いているが、これらの支持部材12を一体として構成することもできる。
また、各単電池11の両端には、正極用及び負極用の端子11aが設けられている。これらの端子11aは、隣り合って配置された他の単電池11の端子11aとバスバー13を介して接続されている。すなわち、複数の単電池11を、バスバー13を介して電気的に直列に接続することにより、電池パック1として所望の高出力を得ることができる。
ここで、複数の単電池11のうち特定の単電池11には、正極用及び負極用の配線(不図示)が接続されており、これらの配線は、ケース20を貫通して、ケース20の外部に配置された電子機器(例えば、モータ)に接続されている。これにより、電池パック1の出力を用いて、電子機器を駆動することができる。
各単電池11の内部には、発電要素が収容されている。発電要素は、電極板(正極板及び負極板)と、セパレータと、電解質とで構成されており、公知の構成を適宜、適用することができる。
ここで、正極板としては、アルミニウム等の金属(合金を含む)で形成された集電体の表面に正極層を形成したものを用い、負極板としては、アルミニウム等の金属(合金を含む)で形成された集電体の表面に負極層を形成したものを用いることができる。より具体的には、ニッケル−水素電池では、正極層の活物質として、ニッケル酸化物を用い、負極層の活物質として、MmNi(5−x−y−z)AlxMnyCoz(Mm:ミッシュメタル)等の水素吸蔵合金を用いることができる。また、リチウムイオン電池では、正極層の活物質として、リチウム−遷移金属複合酸化物を用い、負極層の活物質として、カーボンを用いることができる。
なお、本実施例では、円筒型の単電池11を用いているが、角型等の他の形状の単電池を用いることもできる。また、本実施例では、二次電池を用いているが、二次電池の代わりに、電源体としての電気二重層キャパシタ(コンデンサ)や燃料電池を用いることもできる。
一方、電池ユニット10の一端には、撹拌ユニット30が配置されている。ここで、撹拌ユニット30の両端は、一対の支持部材12と同一面内に位置するように配置されている。以下、図2を用いて、撹拌ユニット30の構成について説明する。ここで、図2は、撹拌ユニット30の構成を示す外観斜視図である。
ファン31は、回転軸32と、回転軸32の外周面に設けられた複数の羽根部33とを有している。また、ファン31は、単電池31と略平行となるように配置されている。ここで、複数の羽根部33は、回転軸32の周方向において等間隔に配置されており、各羽根部33は、曲面を持った形状となっている。ここで、ファン31としては、公知の構成のクロスフローファンを用いることができる。
回転軸32の両端側は、軸受け35によって回転可能に支持されており、回転軸32の一端は、モータ34に接続されている。軸受け35は、支持板36に固定されている。ここで、支持板36の一部は、ファン31の外周面に沿った形状に形成されている。また、ファン31の長手方向における各羽根部33の長さは、単電池11の長手方向における長さと略等しくなっている。
一方、ファン31と電池ユニット10(単電池11)との間には、第1の仕切り部材37a及び第2の仕切り部材37bが配置されている。第1の仕切り部材37aは、図3に示すように、電池ユニット10における最も下方に位置する単電池11(11A)とケース20(収容部材21)の底面との間に配置されている。また、第2の仕切り部材37bは、電池ユニット10に沿って重力方向(図3の上下方向)に延びており、先端が電池ユニット10の上面に位置している。
第1の仕切り部材37a及び第2の仕切り部材37bの幅は、ファン31の長手方向における羽根部33の長さと略等しくなっている。
次に、上述した電池パック1の構成において、ファン31の駆動に伴う熱交換媒体4の流れについて説明する。
モータ34の駆動によってファン31が回転すると、図3に示すように、ファン31から矢印A1で示す方向に熱交換媒体4が送り出される。ここで、複数の羽根部33は、回転軸32の長手方向に沿って延びているため、ファン31から送り出される熱交換媒体4は、層流を形成することになる。すなわち、熱交換媒体4は、羽根部33の幅(回転軸32の長手方向における長さ)と略同一の幅を有する流れを形成することになる。
そして、ファン31から送り出された熱交換媒体4は、図4の矢印で示すように、電池ユニット10の周囲を辿るように進んで、ファン31に戻るようになっている。ここで、図4の矢印で示す熱交換媒体4の流れは、主な流れの成分を示すものであり、この流れとは異なる方向に進む成分も存在する。
例えば、ファン31から送り出された熱交換媒体4の一部は、ケース20の側壁に到達する手前で、上方に移動することがある。この場合には、隣り合う単電池11の間を熱交換媒体4が移動することになる。上方に移動した熱交換媒体4は、熱交換媒体4の主な流れと合流して、ファン31に戻ることになる。また、図4の矢印に沿って電池ユニット10の上方に移動した熱交換媒体4の一部は、ファン31に導かれることなく、下方に移動することもある。この場合には、隣り合う単電池11の間を熱交換媒体4が移動して、熱交換媒体4の主な流れと合流する。この後は、図4の矢印で示す方向に沿って移動することになる。
本実施例では、ファン31から送り出された熱交換媒体4が、層流となって単電池11に接触するようになっている。ここで、熱交換媒体4の層流の幅は、単電池11の長手方向における長さと略等しくなっているため、熱交換媒体4は、単電池11におけるすべての領域との間で熱交換を行うことができる。すなわち、単電池11の全体において、略均一な熱交換を行うことができる。
次に、本実施例の電池パック1が搭載される車両における電源回路の構成(一部)について、図5を用いて説明する。
電池パック1(複数の単電池11)には、システムメインリレー50が接続されており、システムメインリレー50は、電池パック1と、後述する回路とを電気的に接続したり、遮断したりする機能を有している。システムメインリレー50は、3つのリレー及びプリチャージ用の抵抗素子51を有している。リレーSMR−Aは、電池パック1(単電池11)のマイナス端子と接続されている。リレーSMR−B,SMR−Rは、電池パック1(単電池11)のプラス端子と接続されている。リレーSMR−Rには、抵抗素子51が直列に接続されており、リレーSMR−R及び抵抗素子51は、リレーSMR−Bと並列に接続されている。
昇圧コンバータ52は、電池パック1に接続されており、電池パック1から出力された電圧を昇圧する。昇圧コンバータ52で昇圧された電圧は、インバータ53に供給され、インバータ53は、モータ・ジェネレータ(M/G)54に対して駆動信号を出力する。また、モータ・ジェネレータ54が回生エネルギを生成するときには、インバータ53において直流電力に変換された後、電池パック1の充電に用いられる。また、インバータ53には、平滑コンデンサ55が並列に接続されている。
次に、システムメインリレー50の接続手順について説明する。まず、リレーSMR−Aがオフからオンに切り換えられた後に、リレーSMR−Rがオフからオンに切り換えられる。この動作は、車両のイグニッションスイッチがオンになったタイミングで開始される。このとき、電池パック1及び昇圧コンバータ52等は、抵抗素子51を介した閉回路を構成する。すなわち、電池パック1からの電流は、抵抗素子51を介して流れるようになっており、平滑コンデンサ55を徐々に充電させるようになっている。
リレーSMR−A,SMR−Rには、抵抗素子51によって、徐々に電流が流れることになるため、電池パック1の高電圧による突入電流を阻止し、リレーにおける溶着が発生するのを防止することができる。なお、平滑コンデンサ55の充電が完了すると、リレーSMR−Bがオフからオンに切り換えられた後に、リレーSMR−Rがオンからオフに切り換えられる。
一方、抵抗素子51には、電源(電流供給部)56が接続されており、電源56からの電流が流れるようになっている。また、抵抗素子51及び電源56の間には、スイッチ57が設けられており、抵抗素子51への電流の供給及び遮断を切り換えるようになっている。ここで、電源56としては、車両に搭載される補機バッテリを用いることができる。補機バッテリは、車両に搭載された電子機器に電力を供給するものである。なお、電源56としては、補機バッテリの他にも、電池パック1を用いたり、モータ・ジェネレータ54からの回生エネルギを用いたりすることができる。
抵抗素子51に電流を流した場合には、電力損失によって抵抗素子51が発熱することになる。本実施例では、抵抗素子51を、電池パック1におけるケース20の内部に配置するようにしており、抵抗素子51で発生した熱を用いて、電池ユニット10(単電池11)を温めるようにしている。より具体的には、抵抗素子51をファン31の近傍に配置しており、ファン31から送り出される熱交換媒体4を温めるようにしている。
抵抗素子51は、ケース20内の熱交換媒体4に接触しており、熱交換媒体4は、発熱した抵抗素子51からの熱を受けて温められることになる。この温められた熱交換媒体4は、ファン31の回転によって、ケース20内を循環するため、電池ユニット10における複数の単電池11を温めることができる。また、突入電流を阻止するために用いられる抵抗素子51は、一般的にセメント抵抗が用いられているが、本実施例のように、抵抗素子51を熱交換媒体4に接触させるようにすれば、セメントが不要となる。そして、セメントを省略することにより、抵抗素子51のコストダウンを図ることができる。
ここで、図5に示す構成のうち、電源56及びスイッチ57を省略した構成では、平滑コンデンサ55の充電が完了したときに、リレーSMR−Rがオンからオフに切り換わり、抵抗素子51に電流が流れなくなってしまう。すなわち、平滑コンデンサ55の充電が完了することによって、抵抗素子51での発熱が停止してしまう。この場合には、電池ユニット10の単電池11を十分に温めることができなくなってしまうことがある。
そこで、本実施例では、抵抗素子51の両端に対して、電源56を並列に接続することにより、抵抗素子51の発熱時間を制御できるようにしている。すなわち、スイッチ57のオン及びオフを切り換えることによって、電源56から抵抗素子51に流れる電流の時間を制御することができる。ここで、スイッチ57の制御は、システムメインリレー50を制御するコントローラによって行うことができる。
なお、コントローラによって抵抗素子51の通電を制御しなくてもよい。例えば、リレーSMR−Rがオンからオフに切り換わることに応じて、電源56から抵抗素子51に電流を流すようにすることができる。そして、所定時間が経過した後に、電源56から抵抗素子51への電流の供給を停止させることができる。
なお、本実施例では、抵抗素子51をケース20の内部に配置した場合について説明したが、これに限るものではない。すなわち、抵抗素子51を用いて電池パック1を温めることができれば、いかなる位置に抵抗素子51を配置してもよい。例えば、ケース20の外表面に抵抗素子51を接触させることができる。
また、図6に示すように、ファン31の回転軸32を中空構造とし、回転軸32の内部に抵抗素子51を配置することができる。さらに、回転軸32を形成する際に、抵抗素子51を埋め込んでおいてもよい。また、抵抗素子51は、回転軸32に設けられた羽根部33に設けることもできる。この場合には、抵抗素子51の発熱によって、ファン31が加熱され、ファン31から送り出される熱交換媒体4も加熱されることになる。
抵抗素子51を回転軸32の内部に配置すれば、回転軸32の内部におけるスペース(いわゆるデッドスペース)を有効利用することができるため、ファン31を大型化させることもなく、簡素な構成とすることができる。
本実施例によれば、突入電流を阻止するために用いられている既存の抵抗素子51を用いて、電池パック1を温めるようにしているため、電池パック1を温めるための専用の部材を配置する必要が無くなる。これにより、部品点数を抑えて、コストダウンを図ることができる。また、抵抗素子51を用いて電池パック1を温める構成では、単電池11としてリチウムイオン電池を好適に用いることができる。すなわち、リチウムイオン電池は、ニッケル水素電池に比べて、低温時における出力特性が低い傾向がある。そこで、本実施例の構成を用いて、リチウムイオン電池を温めるようにすれば、出力特性が低下する低温の状態を回避することができる。
次に、ファン31の駆動及び抵抗素子51の通電を制御するための回路構成について、図7を用いて説明する。
第1の温度センサ42a及び第2の温度センサ42bは、電池ユニット10における2つの単電池11の温度を検出するために用いられ、ケース20の内部に配置されている。第1の温度センサ42aは、図3の単電池11Aに接触した状態で配置されており、第2の温度センサ42bは、図3の単電池11Bに接触した状態で配置されている。
ここで、単電池11A,11Bは、電池ユニット10に含まれる複数の単電池11のうち、最もファン31側に配置されている単電池である。そして、単電池11Aは、ファン31から送り出された熱交換媒体4が最初に接触する単電池であり、単電池11Bは、電池ユニット10の外周を循環した熱交換媒体4が最後に接触する単電池である。
コントローラ43は、第1の温度センサ42a及び第2の温度センサ42bの出力に基づいて、モータ34を介してファン31の駆動を制御したり、スイッチ57のオン及びオフを切り換えることによって抵抗素子51の通電を制御したりする。ここで、コントローラ43としては、車両の走行を制御するためのコントローラと兼用することができる。
次に、コントローラ43の動作について、図8を用いて説明する。以下に説明する動作では、ファン31を常に駆動している。また、以下に説明する動作は、抵抗素子51への通電がオフとなっている状態で開始されるものとする。
ステップS10において、コントローラ43は、第1の温度センサ42a及び第2の温度センサ42bの出力に基づいて、単電池11A,11Bの温度を検出する。そして、コントローラ43は、単電池11A,11Bの温度のうち、高い方の温度(最高温度)が上限値(第1の閾値)よりも低いか否かを判断する。この上限値とは、電池ユニット10を構成する単電池11の特性が劣化すると判断される温度の上限値であり、単電池11の特性に基づいて適宜設定することができる。
すなわち、単電池11では、所定の温度範囲内において充放電等の電池特性が適正となるが、所定の温度範囲を外れると電池特性が劣化してしまうことが知られている。上述した上限値とは、所定の温度範囲の上限に相当する温度である。
ステップS10において、単電池11の最大温度が上限値よりも低い場合には、ステップS11に進み、そうでない場合には本処理を終了する。なお、単電池11の最大温度が上限値よりも高い場合には、単電池11の温度を低下させるために、ファン31を回転させることができる。この場合において、抵抗素子51への通電は遮断される。これにより、ケース20内における熱交換媒体4の循環が促進され、熱交換媒体4及びケース20を介した放熱を促進させることができる。
ステップS11において、コントローラ43は、スイッチ57をオフからオンに切り換えることにより、抵抗素子51への通電を開始させる。これにより、抵抗素子51が発熱して、熱交換媒体4が加熱される。そして、ステップS12において、ファン31を第1の状態で駆動する。具体的には、コントローラ43がモータ34を駆動することにより、ファン31を所定の速度で回転させる。
ファン31を回転させると、上述したように、熱交換媒体4がケース20内で循環することになる。このとき、熱交換媒体4は抵抗素子51によって加熱されているため、ファン31の回転によって、熱を持った熱交換媒体4が、上述したようにケース20の内部で循環し、複数の単電池11を温めることになる。
次に、ステップS13において、コントローラ43は、第1の温度センサ42a及び第2の温度センサ42bの出力に基づいて、単電池11A,11Bの温度を検出する。そして、コントローラ43は、単電池11A,11Bの温度差(最大温度差)を求め、この温度差が上限値(第2の閾値)よりも低いか否かを判断する。
ここでの上限値は、電池ユニット10を構成する複数の単電池11における温度のバラツキ(具体的には、単電池11A,11Bにおける温度のバラツキ)を低減するために設定された上限値であり、適宜設定することができる。すなわち、複数の単電池11における温度のバラツキを極力低減させる場合には、上記上限値を小さな値に設定することができる。一方、温度のバラツキをある程度、許容する場合には、上記上限値を大きな値に設定することができる。本実施例では、上限値を3℃に設定している。
ここで、本実施例では、複数の単電池11のうち、特定の単電池11A,11Bにおける温度差を求めているが、これに限るものではない。例えば、すべての単電池11に温度センサを設けておき、最大の温度を示す単電池11と、最小の温度を示す単電池11との温度差を求めるようにすることができる。また、すべての単電池11の温度を検出する代わりに、隣り合って配置された単電池11の間に温度センサを配置しておき、隣り合って配置された単電池11の温度を検出するようにしてもよい。
本実施例では、単電池11A,11Bの温度を検出するようにしているが、これは以下の理由に基づくものである。
単電池11Aは、図3に示すように、ファン31から送り出された熱交換媒体4が最初に接触する単電池である。このため、単電池11Aは、電池ユニット10を構成する複数の単電池11のうち、熱を持った熱交換媒体4によって最も温められる単電池となる。一方、単電池11Bは、ケース20の内部を循環した熱交換媒体4が最後に接触する単電池である。このため、単電池11Bは、電池ユニット10を構成する複数の単電池11のうち、熱交換媒体4によって最も温められない単電池となる。
したがって、単電池11A,11Bの温度を検出しておけば、電池ユニット10を構成する複数の単電池11における最大の温度差を検出することが可能となる。そして、この最大の温度差を小さくさせれば、結果として、電池ユニット10を構成する複数の単電池11における温度差を小さくさせることができる。
ステップS13において、単電池11A,11Bの温度差が上限値よりも高い場合には、ステップS14に進み、そうでない場合にはステップS13を循環する。すなわち、単電池11A,11Bの温度差が上限値以下の場合には、ファン31は、第1の状態(ステップS12)で駆動され続けることになる。
ステップS14において、コントローラ43は、モータ34を介してファン31を第2の状態で駆動する。第2の状態とは、ファン31の回転速度(単位時間当たりの回転量)が、第1の状態におけるファン31の回転速度よりも高い状態を示す。これにより、ファン31から送り出される熱交換媒体4の量は、第1の状態においてファン31から送り出される熱交換媒体4の量よりも多くなる。言い換えれば、ケース20の内部を循環する熱交換媒体4の速度は、第2の状態の方が第1の状態よりも速くなる。
このようにファン31の回転速度を高めれば、熱を持ったままの熱交換媒体4を、電池ユニット10におけるすべての単電池11に接触させることができる。
すなわち、ファン31の近くに配置されている単電池11では、ファン31から送り出された熱交換媒体4(熱を持った熱交換媒体4)が接触することにより、熱交換媒体4からの熱を受けやすい。一方、ファン31から離れた位置にある単電池11では、ファン31に近い位置にある単電池11に熱を与えた後の熱交換媒体4(言い換えれば、熱を持たない熱交換媒体4)が接触することになるため、熱交換媒体4からの熱を受けにくくなってしまう。これによって、電池ユニット10を構成する複数の単電池11において、温度のバラツキが生じてしまう。
そこで、上述したように、ファン31の回転速度を高めれば、熱を持った熱交換媒体4を、ファン31から離れた位置にある単電池11にも接触させることができ、電池ユニット10を構成する複数の単電池11における温度のバラツキを低減することができる。
次に、ステップS15において、コントローラ43は、第1の温度センサ42a及び第2の温度センサ42bの出力に基づいて、単電池11A,11Bの温度を検出する。そして、コントローラ43は、単電池11A,11Bの温度差を求め、この温度差が下限値よりも低いか否かを判断する。
ここでの下限値は、電池ユニット10を構成する複数の単電池11における温度のバラツキを許容するために設定された下限値であり、適宜設定することができる。すなわち、下限値は、複数の単電池11において温度のバラツキが生じているものの、このバラツキを許容しうる温度差である。ここで、許容しうるバラツキを大きくする場合には、下限値を大きくし、許容しうるバラツキを小さくする場合には、下限値を小さくすればよい。本実施例では、第1の温度センサ42a及び第2の温度センサ42bにおける検出誤差を考慮して、上述した下限値を1℃に設定している。
ステップS15において、単電池11A,11Bの温度差が下限値よりも小さい場合には、ステップS16に進み、そうでない場合にはステップS15を循環する。すなわち、単電池11A,11Bの温度差が下限値以上の場合には、ファン31は、第2の状態(ステップS14)で駆動され続けることになる。
ステップS16において、コントローラ43は、スイッチ57をオンからオフに切り換えることにより、抵抗素子51への通電を遮断する。これにより、抵抗素子51での発熱は停止し、熱交換媒体4の加熱が停止される。
上述した制御によれば、電池ユニット10を構成する複数の単電池11における最大の温度差を、少なくとも上述した上限値(ステップS13)よりも小さくすることができ、複数の単電池11における温度のバラツキを低減することができる。
次に、本発明の実施例2について説明する。本実施例の電池パックの構成は、実施例1で説明した電池パックの構成と同じであり、コントローラの動作内容が実施例1と異なるものである。以下、実施例1と異なる点について説明する。なお、実施例1で説明した部材と同一の部材については同一符号を用い、詳細な説明は省略する。
図9には、本実施例におけるコントローラ43の動作を示している。以下に説明する動作では、ファン31が常に一定の速度で回転しているものとし、本処理が開始されるときには、抵抗素子51への通電が遮断されている状態である。
ステップS20において、コントローラ43は、第1の温度センサ42a及び第2の温度センサ42bの出力に基づいて、単電池11A,11Bの温度を検出する。そして、コントローラ43は、単電池11A,11Bの温度のうち、高い方の温度が上限値よりも低いか否かを判断する。この上限値とは、実施例1(図8)のステップS10で説明した上限値と同様であり、電池ユニット10を構成する単電池11の特性が劣化すると判断される温度の上限値である。
ステップS20において、単電池11の最大温度が上限値よりも低い場合には、ステップS21に進み、そうでない場合には本処理を終了する。なお、単電池11の最大温度が上限値よりも高い場合には、単電池11の温度を低下させるために、ファン31を回転させることができる。この場合において、抵抗素子51への通電は遮断される。これにより、ケース20内における熱交換媒体4の循環が促進され、熱交換媒体4及びケース20を介した放熱を促進させることができる。
ステップS21において、コントローラ43は、スイッチ57をオフからオンに切り換えることにより、抵抗素子51への通電を開始させる。これにより、抵抗素子51が発熱するとともに、熱交換媒体4が加熱される。そして、ファン31から送り出される熱交換媒体4は、熱を持った状態となる。そして、熱を持った熱交換媒体4は、実施例1で説明したようにケース20の内部で循環し、複数の単電池11を温めることになる。
次に、ステップS22において、コントローラ43は、第1の温度センサ42a及び第2の温度センサ42bの出力に基づいて、単電池11A,11Bの温度を検出する。そして、コントローラ43は、単電池11A,11Bの温度差を求め、この温度差が上限値よりも低いか否かを判断する。
ここでの上限値は、実施例1(図8)のステップS13で説明した上限値と同様であり、電池ユニット10を構成する複数の単電池11における温度のバラツキを抑制するために設定された上限値である。なお、本実施例でも、実施例1と同様に、電池ユニット10を構成する複数の単電池11の温度をすべて検出するようにしてもよいし、すべての単電池11の温度を検出する代わりに、隣り合う単電池11の温度を検出するようにしてもよい。
ステップS22において、単電池11A,11Bの温度差が上限値よりも高い場合には、ステップS23に進み、そうでない場合にはステップS22を循環する。すなわち、単電池11A,11Bの温度差が上限値以下の場合には、ファン31は、抵抗素子51が発熱したままの状態で回転し続けることになる。
ステップS23において、コントローラ43は、スイッチ57をオンからオフに切り換えることにより、抵抗素子51への通電を遮断する。これにより、抵抗素子51での発熱が停止し、ファン31から送り出される熱交換媒体4は、熱を持たない状態となる。
次に、ステップS24において、コントローラ43は、第1の温度センサ42a及び第2の温度センサ42bの出力に基づいて、単電池11A,11Bの温度を検出する。そして、コントローラ43は、単電池11A,11Bの温度差を求め、この温度差が下限値よりも低いか否かを判断する。この下限値は、実施例1(図8)のステップS15で説明した下限値と同様であり、電池ユニット10を構成する複数の単電池11における温度のバラツキを許容するために設定された値である。
ステップS24において、単電池11A,11Bの温度差が下限値よりも低い場合には、本処理を終了し、そうでない場合にはステップS24を循環する。すなわち、単電池11A,11Bの温度差が下限値以上の場合には、抵抗素子51が発熱していない状態において、ファン31が回転し続けることになる。
1:電池パック(電源装置)
10:電池ユニット
11:単電池(電源体)
20:ケース
30:撹拌ユニット
31:ファン
42a、42b:温度センサ
43:コントローラ
51:抵抗素子
56:電源
57:スイッチ
10:電池ユニット
11:単電池(電源体)
20:ケース
30:撹拌ユニット
31:ファン
42a、42b:温度センサ
43:コントローラ
51:抵抗素子
56:電源
57:スイッチ
Claims (6)
- 複数の電源体を含む電源装置と、
前記電源装置及び電子機器に接続され、前記電源装置から前記電子機器への突入電流を制限するための抵抗素子と、
前記抵抗素子の両端に接続され、前記抵抗素子に対して電流を供給するための電流供給部とを有し、
前記抵抗素子は、前記電源装置又は前記電流供給部からの電流の供給に伴って発生した熱を用いて、前記電源装置を温めることを特徴とする温度調節システム。 - 前記電源装置は、前記複数の電源体を収容するケース内で流動し、前記電源体との間で熱交換を行うための液状の熱交換媒体を有しており、
前記抵抗素子が、前記熱交換媒体と接触していることを特徴とする請求項1に記載の温度調節システム。 - 前記電源装置は、前記複数の電源体を収容するケース内で流動し、前記電源体との間で熱交換を行うための液状の熱交換媒体と、前記熱交換媒体を流動させるためのファンとを有しており、
前記抵抗素子が、前記ファンに設けられていることを特徴とする請求項1に記載の温度調節システム。 - 前記電流供給部による電流の供給を制御するためのコントローラと、
前記複数の電源体における最高温度を検出するための温度センサとを有し、
前記コントローラは、前記最高温度が第1の閾値よりも低い場合には、前記電流供給部からの電流の供給を許容することを特徴とする請求項1から3のいずれか1つに記載の温度調節システム。 - 前記温度センサは、前記複数の電源体における最大温度差を検出するために用いられ、
前記コントローラは、前記最高温度に基づいて前記電流供給部からの電流の供給を許容した状態において、前記最大温度差が第2の閾値以下の場合には、前記電流供給部からの電流の供給を許容し続け、前記最大温度差が前記第2の閾値よりも大きい場合には、前記電流供給部からの電流の供給を禁止することを特徴とする請求項4に記載の温度調節システム。 - 前記電源体がリチウムイオン電池であることを特徴とする請求項1から5のいずれか1つに記載の温度調節システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007313170A JP2009140630A (ja) | 2007-12-04 | 2007-12-04 | 温度調節システム |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2007313170A JP2009140630A (ja) | 2007-12-04 | 2007-12-04 | 温度調節システム |
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JP2009140630A true JP2009140630A (ja) | 2009-06-25 |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN104110800A (zh) * | 2013-06-26 | 2014-10-22 | 广东美的制冷设备有限公司 | 阻性负载的开关控制方法、系统及空调器 |
JP2015159032A (ja) * | 2014-02-24 | 2015-09-03 | 株式会社デンソー | 電池パック |
JP2020054304A (ja) * | 2018-10-03 | 2020-04-09 | 日本たばこ産業株式会社 | エアロゾル生成装置、エアロゾル生成装置用の制御ユニット、方法及びプログラム |
-
2007
- 2007-12-04 JP JP2007313170A patent/JP2009140630A/ja active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104110800A (zh) * | 2013-06-26 | 2014-10-22 | 广东美的制冷设备有限公司 | 阻性负载的开关控制方法、系统及空调器 |
CN104110800B (zh) * | 2013-06-26 | 2017-04-05 | 广东美的制冷设备有限公司 | 阻性负载的开关控制方法、系统及空调器 |
JP2015159032A (ja) * | 2014-02-24 | 2015-09-03 | 株式会社デンソー | 電池パック |
JP2020054304A (ja) * | 2018-10-03 | 2020-04-09 | 日本たばこ産業株式会社 | エアロゾル生成装置、エアロゾル生成装置用の制御ユニット、方法及びプログラム |
KR20200038409A (ko) * | 2018-10-03 | 2020-04-13 | 니뽄 다바코 산교 가부시키가이샤 | 에어로졸 생성 장치, 에어로졸 생성 장치용 제어 유닛, 방법 및 프로그램 |
US10632488B1 (en) | 2018-10-03 | 2020-04-28 | Japan Tobacco Inc. | Aerosol generating device, control unit for aerosol generating device, method, and program |
KR102168415B1 (ko) | 2018-10-03 | 2020-10-21 | 니뽄 다바코 산교 가부시키가이샤 | 에어로졸 생성 장치, 에어로졸 생성 장치용 제어 유닛 및 방법 |
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